JP2010012763A - Method and apparatus for preventing oxidation of molten resin in mold - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金型内での溶融樹脂の酸化防止方法および酸化防止装置に関する技術であって、更に詳細に述べるならば、移動金型が移動することによって閉じていき固定金型にタッチする直前に隙間を確保した状態で一旦停止させた時点、または隙間を確保して以降の時点に、金型内での溶融樹脂の酸化防止の目的で、外部に流出することが最小になるように配慮して、金型の合わせ面を経由してキャビティに窒素ガスを送り込むようにした技術について述べたものなのである。 The present invention relates to a method and an apparatus for preventing oxidation of molten resin in a mold, and more specifically, just before touching a fixed mold by moving a moving mold and closing the mold. In order to prevent outflow of molten resin in the mold to the minimum when it is temporarily stopped with a gap remaining, or after the gap has been secured Then, it describes the technology in which nitrogen gas is fed into the cavity via the mating surface of the mold.
従来、金型内での溶融樹脂の酸化防止方法および酸化防止装置に関する技術としては、キャビティ内の溶融樹脂の酸化を防止する方法として、キャビティ内の空気を真空ポンプによって吸引し、減圧することによって酸素量を少なくする方法によって酸化を防止することが一般的であった。 Conventionally, as a technique for preventing oxidation of molten resin in a mold and an antioxidant device, as a method for preventing oxidation of molten resin in a cavity, air in the cavity is sucked by a vacuum pump and reduced in pressure. It has been common to prevent oxidation by a method of reducing the amount of oxygen.
しかしながら、このような従来の金型内での溶融樹脂の酸化防止方法および酸化防止装置に関しては、以下に示すような課題があった。 However, the conventional methods for preventing the oxidation of molten resin and the antioxidant in the mold have the following problems.
即ち、金型は多数のブロックの組合せであり、ブロックの合わせ面が多く、更にキャビティに空気抜きを行なうためのエアーベントが設けられている為に、空気抜きによる減圧には限度があった。即ち、溶融樹脂の酸化で発生するガスを吸い出すことにより、ヤニの発生を防止することを中心とする対応と言うことが出来る。 That is, the mold is a combination of a large number of blocks, and there are many mating surfaces of the blocks. Further, since the air vent for venting air is provided in the cavity, there is a limit to the pressure reduction by venting. That is, it can be said that the countermeasure is centered on preventing the generation of dust by sucking out the gas generated by the oxidation of the molten resin.
本発明は、移動金型23と固定金型22による合わせ面のキャビティ23aから離れた位置に窒素ガスを送り込むことが出来るようにする中で、前記型23が移動することによって閉じていき前記金型22にタッチする直前に隙間Aを確保した状態で一旦停止させ、引き続いて窒素ガスを送り込み、その後再び前記移動金型23を移動させ、最終的に前記固定金型22にタッチさせることを特徴とし、更には、停止する時間は、0.01〜4秒であることを特徴とし、更には、移動金型23と固定金型22による合わせ面のキャビティ23aから離れた位置に窒素ガスを送り込むことが出来るようにする中で、前記移動金型23が移動することによって閉じていき前記固定金型22にタッチする直前に隙間Aを確保した状態から、その後移動速度を遅くしながら窒素ガスを送り込み、最終的に前記固定金型22にタッチさせることを特徴とし、更には、隙間Aとは、0.05〜4mmであることを特徴とすることによって、上記課題を解決したのである。 In the present invention, the nitrogen gas can be fed to a position apart from the
また、本発明は、移動金型23と固定金型22による合わせ面のキャビティ23aから離れた位置に窒素ガスを送り込むことが出来るようにした流路23vと、前記キャビティ23aと前記流路23vを連絡し前記移動金型23が前記固定金型22にタッチした時点では前記流路23vに比べ断面積の非常に小さい通路23wと、前記移動金型23の停止時間や移動距離や移動速度を設定して制御することが出来るコントローラ25を配設したことを特徴とし、更には、前記コントローラ25は、前記移動金型23が移動することによって閉じていき前記固定金型22にタッチする直前の隙間Aとして0.05〜4mmに制御することが可能であり、前記隙間Aを確保した状態で一旦停止させた時点、または前記隙間Aを確保して以降の時点に窒素ガスを送り込むことを特徴とし、更には、前記コントローラ25は、前記隙間Aを確保した状態の停止時間として0.01〜4秒の間に制御することが可能であり、その停止時間の間に窒素ガスを送り込むことを特徴とし、更には、前記コントローラ25は、前記隙間Aを確保して以降に移動速度を遅くすることが可能であり、移動速度を遅くしながら窒素ガスを送り込むことを特徴とし、更には、前記通路23wは、磨きやメッキで滑らかにしたものであることを特徴とし、更には、前記通路23wは、深さが0.001〜0.02mmであることを特徴とし、更には、前記流路23vは、窒素ガス配管43を経由して前記コントローラ25の制御によって開閉が自由に出来るように電磁弁42に接続していることを特徴とすることによって、上記課題を解決したのである。 The present invention also provides a
以上の説明から明らかなように、本発明によって、以下に示すような効果をあげることが出来る。 As is clear from the above description, the present invention can provide the following effects.
第一に、移動金型と固定金型による合わせ面のキャビティから離れた位置に窒素ガスを送り込むことが出来るようにした流路と、キャビティと流路を連絡し移動金型が固定金型にタッチした時点では流路に比べ断面積の非常に小さい通路と、移動金型の停止時間や移動距離や移動速度を設定して制御することが出来るコントローラを配設したことで、成形品の形状に影響を与えること無く、移動金型と固定金型の間に確実な状態で窒素ガスを送り込むことが可能となり、その結果として樹脂の焼け、黒点、黄変、ヤニ等の発生に見られる不良の原因を防止することが可能となった。特に、断面積の非常に小さな通路を設けることで、キャビティ内に窒素ガスを供給する口を設ける必要もなく、成形品のバリや溶融樹脂の逆流等の心配をする必要もないのである。 First, a flow path that allows nitrogen gas to be sent to a position away from the cavity on the mating surface of the moving mold and the stationary mold, and the cavity and the flow path are connected, and the moving mold becomes the fixed mold. At the time of touch, the shape of the molded product is arranged by arranging a passage with a very small cross-sectional area compared to the flow path and a controller that can set and control the stop time, moving distance, and moving speed of the moving mold. Nitrogen gas can be sent reliably between the moving mold and the stationary mold without affecting the resin, resulting in defects such as resin burnt, black spots, yellowing, and spears. It became possible to prevent the cause of. In particular, by providing a passage having a very small cross-sectional area, there is no need to provide a port for supplying nitrogen gas in the cavity, and there is no need to worry about burrs on the molded product or backflow of the molten resin.
第二に、コントローラは、移動金型が移動することによって閉じていき固定金型にタッチする直前の隙間として0.05〜4mmに制御することが可能であり、隙間を確保した状態で一旦停止させた時点、または隙間を確保して以降の時点に窒素ガスを送り込むことで、窒素ガスが外部に流出することを考えると理想的なタイミングで窒素ガスを送り込むことが可能となった。しかも、この様な形で窒素ガスを供給することによって、キャビティ内に窒素ガスの圧力は大気圧であり、エアーベントの変更や成形条件の変更を行なう必要はないのである。 Secondly, the controller can be controlled to 0.05 to 4 mm as a gap immediately before touching the fixed mold by closing the moving mold, and temporarily stops with the gap secured. Nitrogen gas can be sent at an ideal timing considering that nitrogen gas flows out by sending nitrogen gas at the time of making it, or after securing a gap. Moreover, by supplying the nitrogen gas in such a form, the pressure of the nitrogen gas is atmospheric pressure in the cavity, and there is no need to change the air vent or change the molding conditions.
第三に、コントローラは、隙間を確保した状態の停止時間として0.01〜4秒の間に制御することが可能であり、その停止時間の間に窒素ガスを送り込むことで、窒素ガスが外部に流出することを考えると最も理想的なタイミングで窒素ガスを送り込むことが可能となった。しかも、停止時間が、この様に短い時間であるために、サイクルタイムに対する影響は、殆どないと言うことが出来るのである。 Thirdly, the controller can control between 0.01 and 4 seconds as a stop time in a state where a gap is secured, and the nitrogen gas is externally supplied by feeding nitrogen gas during the stop time. The nitrogen gas can be sent at the most ideal timing considering that it flows out into the air. Moreover, since the stop time is such a short time, it can be said that there is almost no influence on the cycle time.
第四に、コントローラは、隙間を確保して以降に移動速度を遅くすることが可能であり、移動速度を遅くしながら窒素ガスを送り込むことで、窒素ガスが外部に流出することを考えると最も理想的なタイミング形で窒素ガスを送り込むことが可能となった。 Fourthly, the controller can slow down the movement speed after securing the gap, and considering that nitrogen gas flows out to the outside by sending nitrogen gas while slowing down the movement speed. Nitrogen gas can be sent in an ideal timing form.
第五に、通路は、磨きやメッキで滑らかにしたものであることで、円滑に窒素ガスを送り込むことが可能となった。 Fifth, the passage was smoothed by polishing or plating, so that nitrogen gas could be fed smoothly.
第六に、通路は、深さが0.001〜0.02mmであることで、より円滑に窒素ガスを送り込むことが可能となった。従って、成形品にバリが発生するということは、全く考えられない。 Sixth, the passage has a depth of 0.001 to 0.02 mm, so that nitrogen gas can be fed more smoothly. Therefore, it cannot be considered at all that burrs are generated in the molded product.
第七に、流路は、窒素ガス配管を経由してコントローラの制御によって開閉が自由に出来るように電磁弁に接続していることで、必要に応じて窒素ガスを送り込むことが可能となった。 Seventh, the flow path is connected to a solenoid valve so that it can be opened and closed freely under the control of the controller via a nitrogen gas pipe, making it possible to feed nitrogen gas as needed. .
以下、本発明の実施の形態を図面と共に詳細に説明する。
ここで、図1は、本願発明の全体の配置を示した図であり、図2は、金型が隙間を確保した状態を示した図であり、図3は、金型がタッチして閉じた状態でキャビティに窒素ガスを閉じ込めた状態を示した図であり、図4は、固定金型の側から移動金型を見た図である。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Here, FIG. 1 is a diagram showing an overall arrangement of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a state in which the mold secures a gap, and FIG. 3 is a diagram in which the mold is touched and closed. FIG. 4 is a view showing a state in which nitrogen gas is confined in the cavity in a state where the moving mold is seen, and FIG. 4 is a view of the moving mold viewed from the fixed mold side.
図1、図2、図3、図4に見られるように、20は射出成形機であって、可塑化シリンダー21と、固定金型22と、移動金型23と、移動手段24と、コントローラ25から構成されている。尚、図1に於いては、射出成形機20を示しているが、金型22、23を構成している樹脂成形機であれば、中空成形機や押出し成形機等のほかのものでも構わない。 1, 2, 3, and 4,
この場合、可塑化シリンダー21は、ホッパー(図示していない)から供給された樹脂材料を、加熱しながら可塑化シリンダー21内に構成されているスクリューの回転により溶融・混錬し、その溶融樹脂をスクリューの後退により可塑化シリンダー21の先端部内に計量し、所定量の溶融樹脂が貯留されると、スクリューの回転が停止して、スクリュー駆動装置の軸方向駆動部によってスクリューが前進することにより、貯留された溶融樹脂が金型22,23に射出することが可能となっている。 In this case, the plasticizing
一方、固定金型22と移動金型23より成る金型22,23は、樹脂供給路22vとキャビティ23aを形成することで、可塑化シリンダー21から射出された溶融樹脂が、樹脂供給路22vを通ってキャビティ23aに送り込まれるようになっている。この場合、キャビティ23aに送り込まれた溶融樹脂が冷却して固化すると、成形品として取出すのである。 On the other hand, the
そして、成形品として取出すために、成形品が冷却することで固化した状態で移動金型23を移動させることによって金型22,23を開き、キャビティ23aから成形品として取出したり落下させたりしているのである。尚、樹脂供給路22vで冷却することで硬化した樹脂に関しても、固定金型22を何等かの方法で分離して落下するように配慮されている。 And in order to take out as a molded product, the
また、金型22,23の合わせ面に窒素ガスを供給することが出来るように、移動金型23のランド部23bのキャビティ23aから離れた位置に連絡するように、流路23vを移動金型23に形成し、その流路23vに、窒素ガス注入口44である継手44と、窒素ガス配管43と、何等かのタイミングで開閉する電磁弁42と、窒素ガス配管41に接続し、最終的には具体的に図示していないが窒素ガス発生装置に接続することで、窒素ガスを供給することが可能となっている。この場合、流路23vの穴径といては、1〜4mmのものが考えられるのである。 In addition, the
加えて、移動金型23には、キャビティ23aと流路23vを連絡し移動金型23が固定金型22にタッチした時点では流路23vに比べ断面積の非常に小さい通路23wを形成している。この場合、移動金型23が固定金型22にタッチした時点では流路23vに比べ断面積の非常に小さいという意味は、タッチした状態でなく、何等かの隙間Aを確保した状態で窒素ガスを送り込むという意味を含めてのことである。 In addition, a
そして、通路23wは、窒素ガスが円滑に流れるように、磨きやメッキで滑らかにしている。更に、通路23wは、射出に際してのバリが発生するのを防止する意味で、深さを0.001〜0.02mmに制限している。この場合、深さを0.001〜0.01mmにするのが最も望ましい。 The
ところで、図1、図2、図3に於いては、キャビティ23aと流路23vと、通路23wのすべてが、移動金型23に形成されているが、移動金型23に形成することにこだわる必要は無く、一部または全部を固定金型22と移動金型23の一方に形成しても固定金型22と移動金型23の両方に形成しても構わない。 By the way, in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, all of the
尚、窒素ガス発生装置に関しては、窒素ガスを貯留している窒素ガスボンベに接続するとか、中空糸の膜内に圧縮空気を通過させることで膜を透過する速度の違いによって酸素ガスを分離して窒素ガスを作り出す分離膜方式によるものや,同様に高圧力下で特定のガスを吸着し低圧力下で特定のガスを吐きガス吸着材によるPSA方式によるもの等が考えられる。 Regarding the nitrogen gas generator, the oxygen gas is separated by the difference in the speed of permeation through the membrane by connecting it to a nitrogen gas cylinder storing nitrogen gas or by passing compressed air through the membrane of the hollow fiber. A separation membrane system that generates nitrogen gas, a PSA system that adsorbs a specific gas under a high pressure, discharges a specific gas under a low pressure, and a gas adsorbent can be considered.
更に、移動金型23には、移動手段24が一体となっている。この場合、移動手段24は、移動金型23を移動させるものであり、電動モータや油圧シリンダーによるものが考えられる。そして、金型22,23が閉じた状態で溶融樹脂が送り込まれた場合に、その溶融樹脂によって金型22,23が開こうとするのを防止する型締めの機能もその中にまたは別に形で持っている。 Further, the moving
一方、コントローラ25は、移動手段24に対して開始や終了や何等かの速度の指示を行なう信号51を、電磁弁42に対して開放や閉鎖の指示を行なう信号52を送ることが出来るようになっている。従って、コントローラ25に備わっている時計の機能と何等かの形で位置検出の機能を持っていることで、速度を制御することからも可能になるのである。この事は、電動モータの回転数や油圧シリンダーを流れる流体の流量によって速度を換算して記憶させ、その値から時間との関係で位置を求めるということも可能なのである。 On the other hand, the
本発明による、金型内での溶融樹脂の酸化防止方法および酸化防止装置は前述したように構成されており、以下にその動作について説明する。 The method for preventing oxidation of molten resin in the mold and the antioxidant apparatus according to the present invention are configured as described above, and the operation thereof will be described below.
一般的な射出成形機20の動作としては、先ず金型22,23がタッチして閉じた状態で、可塑化シリンダー21より溶融樹脂が射出されることで樹脂供給路22vを経由してキャビティ23aに送り込まれ、その後キャビティ23a内の成形品が冷却したら、金型22,23を開くことで成形品を取出すか落下させ、再び金型22,23が閉じた状態にして、以下前述の動作が繰り返されることになる。 The general operation of the
そして、本願発明に於いては、移動金型23と固定金型22による合わせ面のキャビティ23aから離れた位置に窒素ガスを送り込むことが出来るようにする中で、移動金型23が移動することによって閉じていき固定金型22にタッチする直前に隙間Aを確保した状態で一旦停止させ、引き続いて窒素ガスを送り込み、その後再び移動金型23を移動させ、最終的に固定金型22にタッチして閉じた状態で、溶融樹脂を射出することで、金型22,23内での溶融樹脂の酸化を防止しているのである。 In the present invention, the moving
この場合には、移動金型23の停止する時間としては、0.01〜4秒に設定し制御している。そして、停止する時間としては、理想的には0.01〜2秒であることが望ましい。尚、この値は隙間Aとの関係によって設定されるべきものであり、当然のことながら隙間が狭いと窒素ガスを送り込む時間も少なくて良いということになるのであるが、少なすぎるとキャビティ23a内に送り込まれる窒素ガスの量が確保出来ないという問題も出てくる。 In this case, the time for stopping the moving
また、本願発明の別の発明に於いては、移動金型23と固定金型22による合わせ面のキャビティ23aから離れた位置に窒素ガスを送り込むことが出来るようにする中で、移動金型23が移動することによって閉じていき固定金型22にタッチする直前に隙間Aを確保した状態から、その後移動速度を遅くしながら窒素ガスを送り込み、最終的に固定金型22にタッチして閉じた状態で、溶融樹脂を射出することで、金型22,23内での溶融樹脂の酸化を防止しているのである。尚、移動速度を遅くするという内容を具体的に述べるならば、隙間Aの距離を0.01〜4秒位の速度で進むということになる。 In another aspect of the present invention, the moving
この場合には、移動金型23が移動することによって閉じていき固定金型22にタッチする直前の隙間Aとしては、0.05〜4mmに制御している。そして、隙間Aとしては、理想的には0.1〜2mmであることが望ましい。ところで、この値は本願発明の前に記載した発明にも該等することが出来るのである。尚、隙間Aに関しては、狭い方が望ましいと言えるが、金型22、23がタッチした状態では一定の断面積を持った通路25wを確保する必要があり、その場合には成形品にバリを形成するという問題が出てくるのであって、隙間Aという発想が必要なのである。 In this case, the clearance A immediately before the
ここで、前述の二つの発明には、移動金型23と固定金型22による合わせ面のキャビティ23aから離れた位置に窒素ガスを送り込むことが出来るようにするという内容が記載されているが、その意味するところは、窒素ガス発生装置(具体的に図示せず)からの窒素ガスを、窒素ガス配管41と電磁弁42と窒素ガス配管43と窒素ガス注入口44である継手44と流路23vを経由して、金型22,23の合わせ面に供給することが出来るということである。 Here, in the above-described two inventions, there is a description that the nitrogen gas can be sent to a position away from the
この様にして、金型22、23の合わせ面から通路23wを経由してキャビティ23aに窒素ガスを送り込むことによって、キャビティ23a内の空気は追い出されてもキャビティ23a内の窒素ガスは大気圧であるため、エアーベントの変更や成形条件の変更等を行なう必要はない。 In this way, by sending nitrogen gas from the mating surfaces of the dies 22 and 23 to the
本発明は、金型内での溶融樹脂の酸化防止方法および酸化防止装置に関する技術であって、更に詳細に述べるならば、移動金型が移動することによって閉じていき固定金型にタッチする直前に隙間を確保した状態で一旦停止させた時点、または隙間を確保して以降の時点に、窒素ガスを送り込むようにした技術であって、射出成形機を含む各種の樹脂成形機の金型内での溶融樹脂の酸化防止に対応したものなのであり、その結果として樹脂の焼け、黒点、黄変、ヤニ等の発生に見られる各種の不良の防止に役立つようになったのである。 The present invention relates to a method and an apparatus for preventing oxidation of molten resin in a mold, and more specifically, just before touching a fixed mold by moving a moving mold and closing the mold. This is a technology in which nitrogen gas is sent at a time when the process is temporarily stopped in a state where a gap is secured, or after the gap is secured, and in a mold of various resin molding machines including an injection molding machine. As a result, it has been useful for preventing various types of defects that are seen in the occurrence of resin burns, black spots, yellowing, spears, and the like.
20・・・・・・射出成形機
21・・・・・・可塑化シリンダー
22・・・・・・固定金型(金型)
22v・・・・・樹脂供給路
23・・・・・・移動金型(金型)
23a・・・・・キャビティ
23b・・・・・ランド部
23v・・・・・流路
23w・・・・・通路
24・・・・・・移動手段
25・・・・・・コントローラ
41・・・・・・窒素ガス配管
42・・・・・・電磁弁
43・・・・・・窒素ガス配管
44・・・・・・継手(窒素ガス注入口)
51・・・・・・信号
52・・・・・・信号
A・・・・・・・隙間20 ···········································································
22v: Resin supply path 23: Movement mold (mold)
23a...
51 ...
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